Mikrobiom je termín používaný při studiu souhrnné genetické informace mikrobiálních komunit. U lidí a zvířat se často používá i synonyma mikroflóra nebo mikrobiot.

Dítě stráví devět měsíců v těle matky, a i po porodu je matka obvykle tím, kdo je s ním v nejtěsnějším kontaktu. Proto je považována za významný zdroj mikrobů, které osídlují dítě.

Při čtení o mikrobech si však nepředstavujme jen patogenní bakterie a viry. Díky metodám molekulární biologie dnes již víme, že lidské tělo lze považovat za superorganismus, ve kterém většina buněk a genetické informace není lidská. Náleží mikroorganismům z různých skupin, z nichž většina nejsou náhodní návštěvníci z okolního prostředí, ale druhy specializované na život v našem těle, které se vyvíjely v průběhu evoluce společně s námi.

Mikrobiom se podílí na fungování lidského organismu, a má tudíž i výrazný vliv na naše zdraví. V poslední době neustále přibývá studií popisujících různé interakce lidí a jejich mikrobioty. Nejpestřejší mikrobiální společenstva sídlí v našem tlustém střevě.

Nejčastěji studovanou složkou mikrobiomu jsou bakterie. Symbiotické střevní bakterie se podílí na trávení a metabolismu, poskytují nám některé esenciální živiny, hrají významnou roli ve vývoji a modulaci imunitního systému, chrání nás před patogeny a byl mimo jiné prokázán i jejich vliv na naši psychiku. Složení bakteriálních společenstev lze použít při diagnóze a predikci různých nemocí, například rakoviny střev. A to je jen několik příkladů výsledků výzkumu v této oblasti.

Nová studie mapuje, jak probíhá osídlování střev nově narozeného dítěte symbiotickou mikrobiotou a jakou roli v tomto procesu hraje matka.

Porod určuje, které bakterie převáží

Překvapivě nejde o druhy blízké vaginální mikrobiotě, ale orálnímu mikrobiomu rodičky. To dokazuje, že mikrobiální osídlení před porodem není jen důsledkem náhodného pronikání mikrobů porodními cestami, ale složitějším procesem. I když se dítě nerodí sterilní, předporodní mikrobiota ho velmi rychle opouští, protože jde o druhy specializované na život v neovzdušněném prostředí dělohy.

Bylo popsáno, že složení střevního mikrobiomu a jeho postupné změny odpovídají například typu porodu, kdy přirozený porod vede ke kolonizaci dítěte vaginálními mikroorganismy a zdravějšímu vývoji dítěte. Porod císařským řezem vede ke kolonizaci mikroby z kůže matky a častějšímu výskytu alergií u dítěte. Ochuzený mikrobiom s menším počtem druhů se vyvine při podávání antibiotik malým dětem. Typický vývoj mikrobiomu je zpomalen, pokud se dítě narodí předčasně.

Navzdory všem výše popsaným spojitostem se ví relativně málo o tom, jaké mechanismy hrají roli při kolonizaci dětských střev. Nová studie použila k popisu mikrobiomu matek a dětí nedávno vyvinutou metodu, která umožňuje rozlišení genetických sekvencí velkého počtu bakteriálních druhů do jednotlivých kmenů.

Proč je to významné? Stejné dominantní bakteriálních druhy se vyskytují ve střevech mnoha lidí. Tyto druhy se často skládají z velkého počtu kmenů, které mají často odlišné vlastnosti. Ukázkovým příkladem může být běžná bakterie Escherichia coli.

Některé kmeny E. coli obývající naše střeva jsou neškodní příživníci, zatímco jiné jsou patogeny, které mohou vyvolávat řadu střevních potíží, a ještě další kmeny jsou prospěšné našemu zdraví. Jeden takový kmen byl například úspěšně testován jako probiotikum pomáhající vývoji střev předčasně narozených dětí. Přesnější určení bakterií navíc umožnilo vyhodnotit kolik bakteriálních kmenů dětí je stejných jako u jejich matek a jak se tyto poměry mění s časem.

Matčiny bakterie se ve střevech udržely

Vědci sledovali 25 párů matek a jejich dětí od porodu po dobu šesti měsíců. Dětem byly průběžně odebírány vzorky stolice, pro analýzu mikrobiomu tlustého střeva, a stěry z jazyka pro studium orálního mikrobiomu, jakožto vstupní brány kolonizace střev.

Od matek byly odebírány stejné vzorky, a navíc ještě stěry z kůže mezi prsy, jako vzorek bakteriálního osídlení kůže, se kterým přichází novorozenec do styku, a vzorky mateřského mléka. Mateřské mléko obsahuje probiotické bakterie ze střev matky, které se při laktaci přesouvají do mléčných žláz. A obsahuje i další složky, například protilátky, u kterých se předpokládá, že usnadňují kolonizaci dítěte symbiotickými bakteriemi a zároveň brání uchycení patogenních mikroorganismů.

Hlavním závěrem studie bylo, že v průběhu půl roku se v dětských střevech udržely přednostně bakteriální kmeny ze střev matky. Zhruba tři čtvrtiny kolonizující kmenů pocházejících od matky se dokázalo ve střevech dítěte uchytit natrvalo. V případě kmenů z jiných zdrojů se jich uchytila jen cca čtvrtina. Studie tedy potvrdila roli matek jakožto hlavního zdroje specializovaných symbiotických bakterií kolonizujících děti.

Od matek tak krom všeho ostatního dostáváme do života i bakterie v našich střevech. Přes mikrobiom tak může dítě po matce zdědit například predispozici pro obezitu. Jako poznámku lze doplnit, že vliv otce se v podobných studiích téměř neřeší a dají se najít jen zmínky o tom, že je jeho vliv menší než vliv matky.

Mateřské mléko jako zdroj symbiotických bakterií

Druhým významným přínosem této studie je pozorování průběhu osidlování střev novorozenců. Největší počet druhů bakterií byl pozorován v prvním dni života dítěte. To odpovídá situaci, kdy se v dětských střevech snaží uchytit bakterie z různých zdrojů. V následujícím týdni diverzita mikrobiomu klesá, když střeva dítěte opouští druhy, které nejsou přizpůsobeny na život v tomto prostředí.

V následujících měsících se pak pestrost mikroflóry zvyšuje, jak se ve střevech usazují další a další druhy, které jsou k tomuto prostředí přizpůsobeny. V průběhu šesti měsíců zároveň klesá počet kmenů – v rámci každého druhu se ustanoví jen několik málo dominantních kmenů.

Novorozenci také mají oproti dospělým větší počet kmenů sdílených mezi ústy a střevy, což odpovídá tomu, že kolonizace střev probíhá přes ústa. Přičemž důležitým zdrojem symbiotických bakterií je mateřské mléko, ve kterém jsou přítomny mimo stejné kmeny bifidobakterií, které se uchytí ve střevech novorozence.

Průběh kolonizace novorozence bakteriemi se tak řídí podobnými ekologickými zákonitostmi jako například osidlování nově vzniklého vulkanického ostrova zvířaty a rostlinami. Oceánické ostrovy jsou nejsnáze kolonizovány s nejbližšího již osídleného ostrova nebo pevniny. V případě novorozence je takovým nejbližším ostrovem tělo matky.